2. Подготовить ответы на контрольные вопросы.
3. Внимательно прочитать методические указания к данной работе. Ознакомиться с электрической схемой проведения работы (рис. 6). Обдумать порядок проведения опыта. Начертить в рабочей тетради табл. 3.
Рис. 6
Таблица 3
Номер опыта | ![]() | | ![]() | ![]() | ![]() | |
А | Кол-во дел. | Вт | В | |||
Рабочее задание
1. Работа выполняется по схеме, показанной на рис. 6.
В качестве источника питания используется источник однофазного синусоидального напряжения с действующим значением 36 В.
На каждом стенде размещена катушка индуктивности, конструктивно представляющая собой совокупность трех отдельных катушек и подвижного ферромагнитного сердечника. Начала и концы каждой из трех катушек выведены на клеммную панель. При проведении данной работы для увеличения диапазона изменения величины индуктивности необходимо все три катушки соединить между собой последовательно. В качестве емкости используется установленная на каждом стенде батарея конденсаторов.
2. Процессы в цепи исследуются при постоянной емкости С=40 мкФ и переменной индуктивности. В начале работы следует полностью ввести сердечник в катушки, что соответствует наибольшему значению индуктивности.
3. Включив цепь под напряжение и постепенно выдвигая сердечник определить максимальное значение тока , после чего установить сердечник в исходное состояние.
4. Медленно выдвигая сердечник, снять показания приборов для трех точек до резонанса, точки резонанса и трех точек после резонанса. Интервал между точками . Точки до резонанса и после резонанса снимать при одних и тех же значениях тока.
Показания приборов занести в табл. 3.
5. Проверить значение коэффициента мощности цепи в точке резонанса
.
Это значение должно быть близко к единице. Если получена величина, существенно отличающаяся от 1, то это означает, что работа или расчет выполнены неправильно.
Таблица 4
Номер опыта | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
Ом | Гн | В | Ом | мкФ | о.е. | |||||
6. Вычислить величины, указанные в табл. 4, по формулам:
полное сопротивление цепи
;
полное сопротивление катушки
;
активное эквивалентное сопротивление катушки, учитывающее потери энергии в обмотке и стальном сердечнике катушки
;
индуктивное сопротивление катушки
;
индуктивность катушки
,
где и частота
Гц;
активная составляющая напряжения на катушке
;
индуктивная составляющая напряжения на катушке
;
емкостное сопротивление
;
емкость конденсатора (для проверки)
.
7. Построить в общей системе координат зависимости ,
,
,
,
как функции
. Используя данные опыта и расчета, построить в масштабе векторные диаграммы напряжений и тока при: а)
, б)
, в)
.
8. Проанализировать кривые ,
,
,
,
как функции от
и написать выводы по работе. Выводы должны отражать основную суть физических процессов в цепи переменного тока с последовательным соединением разных по характеру элементов; содержать анализ вида кривых (
,
,
,
,
)=
и оценку значений указанных величин при резонансе напряжений.
9. Студенты ряда специальностей (по указанию преподавателя) проводят углубленные экспериментальные и теоретические исследования режима резонанса напряжений.
Для этого следует использовать вольтметры VK, VC и амперметр A более высокого класса точности. Измерения в околорезонансной области (до и после точки резонанса) проводить более тщательно: по 3-4 дополнительных опыта в дорезонансной и послерезонансной областях. Четко зафиксировать максимумы напряжений ,
и тока
при резонансе.
Используя опытные данные, показать, что максимум достигается при
, а максимум
- при
, где
- индуктивность катушки для точки резонанса напряжений.
Величину определяют из формулы:
и сравнивают со значением , полученным из графиков, согласно п. 6.